胡波

摘 要：我廠現(xiàn)有低壓廠用變壓器二次系統(tǒng)大多數(shù)為常規(guī)電磁型繼電器、電磁系儀表，少數(shù)為老式微機保護。我們將在#12機組大修期間通過選擇合適的微機綜合保護測控裝置對現(xiàn)有二次系統(tǒng)進行改造。本文敘述了現(xiàn)有6KV低壓廠用變壓器二次系統(tǒng)存在的問題，結(jié)合工作實際中遇到的情況，從新裝置的功能特點以及在設(shè)計時所做的針對性改進等方面加以論證，闡述了新型微機綜合保護運用之后在操作、保護、測量儀表等方面的大幅提高。

關(guān)鍵詞：微機綜合保護測控裝置 電磁型繼電器 感應型表計

1.概述

我廠#12機組于1995年建成，裝機容量為300MW， 6kv十二段廠用電系統(tǒng)至今已經(jīng)運行了十八年，廠用電繼電保護裝置大多數(shù)為電磁型保護，少數(shù)為老舊的微機綜合保護，控制回路和防跳回路全部為電磁型繼電器，二次回路設(shè)計復雜凌亂，測量部分為電磁系儀表，廠用電計量為感應型電度表。隨著保護裝置運行時間的增加，電子和機械元件日益老化，動作的準確率也在逐年下降，隨之而來的是維護量的增大和檢修次數(shù)的增多。

為解決廠用電系統(tǒng)設(shè)備落后，故障頻發(fā)給安全生產(chǎn)帶來的被動局面，我們準備在#12機組大修期間將6kV低壓廠用保護裝置進行整體改造、重新設(shè)計，選擇更為先進的萬利達DM-100T型微機綜合保護測控裝置取代以前的南自WCB-1.1E型綜合保護作為主保護。在操作回路、保護、信號儀表回路等功能均有較大改進。本文就改造前的低壓廠用變壓器二次設(shè)備存在的問題和新裝置應用之后的改進加以闡述。

2.現(xiàn)有低廠二次設(shè)備中存在的問題

2.1 二次回路控制部分

現(xiàn)有的6KV十二段低廠操作回路就地跳合閘采用老式的操作把手，使用時間過長，接點經(jīng)常會出現(xiàn)松動接觸不良情況，可靠性不高。紅綠燈作為開關(guān)跳合閘指示，分合狀態(tài)采用跳閘位置繼電器、合閘位置繼電器，防跳回路由防跳繼電器閉鎖，由于繼電器較多，二次回路比較復雜，繼電器的更換和維護工作量也比較大，從可靠和經(jīng)濟的角度來說均比較差。設(shè)備開關(guān)的位置狀態(tài)無指示，無法直觀看出斷路器是在工作還是試驗位置，只能從斷路器底部滑槽檔位識別，若操作斷路器時稍有不慎，將會產(chǎn)生嚴重的后果。

2.2 保護配置

我廠原6KV低壓廠用變壓器保護配置比較簡單，其中含有南自WCB-1.1E型綜合保護裝置、電磁型繼電器。原有的保護裝置中，只具備單純的負序保護和反時限過流保護，保護配置比較單一，會存在一定的盲區(qū)。另外，保護投運時間過長，裝置內(nèi)部元件已經(jīng)老化嚴重，經(jīng)常會出現(xiàn)電流測量不準造成保護裝置誤動或者拒動甚至裝置死機的情況，給設(shè)備的安全運行埋下了極大的隱患。

2.3 儀表測量

我廠2012年進行過DCS系統(tǒng)的升級，對于6KV設(shè)備的電量顯示已經(jīng)在DCS系統(tǒng)中完善，但現(xiàn)有的電磁型電能表沒有遠傳功能，不能將信號傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)中去，運行人員只能在就地現(xiàn)場查看電流和電能顯示。若發(fā)生電量不正常的情況，不能第一時間發(fā)現(xiàn)，會影響設(shè)備的安全運行。

設(shè)備運行時，原南自綜合保護裝置只顯示三相電流電壓量的大小，無相位角度的顯示，更沒有有功無功以及電能的顯示， 給維護檢查工作造成了極大的不便。

3.新型DM-100T保護裝置的應用

萬利達DM-100T變壓器保護測顯裝置，是同時將保護功能同開關(guān)柜智能測量與控制結(jié)合為一體的新型保護測顯裝置。針對6KV十二段低壓廠用變壓器長期運行中控制、保護、儀表測量幾方面存在的問題，現(xiàn)就新裝置應用之后的提高予以闡述。

3.1 操作回路的改進

3.1.1 改為新式萬利達保護裝置后，由于裝置中本身集成位置繼電器和防跳回路，可以省去電磁型跳閘回路位置繼電器以及合閘回路位置繼電器，而防跳回路也可采用保護裝置內(nèi)部防跳繼電器。新保護裝置上的電顯面板自帶操作把手，替換了以前的老式把手，實現(xiàn)了控制元件的集成化，使得操作回路簡化清晰，也減少了單個繼電器出故障的概率（見圖1）。

圖1 （DM-100T保護裝置內(nèi)部集成SA操作把手、位置

繼電器TWJ、HWJ，防跳繼電器TBJ）3.1.2 DM-100T電顯面板上的模擬條表示開關(guān)狀態(tài)位置，在操作時對于開關(guān)的狀態(tài)顯示從模擬條就可以一目了然。同時，針對運行人員操作當中的注意事項，還配備有相應的語音防誤操作功能。

3.1.3 現(xiàn)有回路中，設(shè)備運行時故障會由保護裝置直接出口跳閘，但若此時開關(guān)拒動，出口接點將長期接通帶電流，有可能因為容量不夠而燒壞。根據(jù)以往經(jīng)驗，在本次操作回路設(shè)計時，我們在保護裝置的出口加裝了接點容量更大的出口中間繼電器，保護動作首先啟動中間繼電器，再由中間繼電器完成出口跳閘，有效的保護了裝置的安全。

3.1.4 萬利達綜合保護裝置中自帶遠方網(wǎng)絡(luò)控制功能，可以通過DCS中發(fā)出指令，經(jīng)過規(guī)約轉(zhuǎn)換成保護裝置可讀的網(wǎng)絡(luò)信號，接入保護裝置上的網(wǎng)口，從而控制裝置對斷路器發(fā)出合閘或分閘指令。今后對控制回路更加智能化的要求下，可以增加規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，從而實現(xiàn)操作回路的全網(wǎng)絡(luò)控制升級。

3.2 保護功能的進步以及在設(shè)計中的改進

3.2.1 萬力達DM-100T保護中集成三段復合電壓閉鎖電流保護、速斷保護、反時限過電流保護過負荷保護、負序定時限、反時限過流保護、高壓側(cè)零序電壓閉鎖零序電流保護、低壓側(cè)零序定時限電流保護、低壓側(cè)零序反時限電流保護、低電壓保護、本體保護、PT斷線監(jiān)視等保護功能，為我們提供了更為豐富的保護種類選擇。

3.2.2 此次6KV十二段低廠保護改造前，我們考慮了現(xiàn)場各種情況可能發(fā)生的故障并綜合以前老保護的不足之處，選用了負序反時限過流保護、定時限過流保護、低壓側(cè)零序定時限電流保護、低電壓保護、過負荷告警做為低壓廠用變壓器的電量保護。母線電壓正常而單獨某臺設(shè)備二次電壓故障時，保護裝置中的低電壓保護能準確判斷出PT斷線或是低電壓而立即出口動作，彌補了現(xiàn)在缺少電壓監(jiān)視的缺陷，有效的避免了死區(qū)（如圖2）。

圖2 （全面的電壓保護判據(jù)）3.2.3 采用新裝置之后，電磁型繼電器基本可以取消，原先由南自綜合保護WCB-1.1E，時間繼電器SJ、反時限電流繼電器DHJ等實現(xiàn)的保護功能均集成在了新的微機保護裝置之中，并且新裝置中穩(wěn)定的元件無疑會使動作準確率大大提升。當保護動作時，裝置會及時動作并第一時間在顯示屏上反映出故障名稱和跳閘時間，比原來的綜合保護更加清晰直觀。

3.2.4 新綜合保護中配置有SOE事件記錄功能和故障錄波功能，在故障發(fā)生后，可以根據(jù)故障發(fā)生時記錄的故障數(shù)據(jù)對于故障原因進行詳細分析。保護跳閘時間和當時的電量波形均會被保護裝置準確記憶，便于檢修人員準確找出故障原因，快速排除故障并在今后的工作中采取有效的防范措施。

3.2.5 在這次電壓保護回路的設(shè)計時，我們還總結(jié)了#13、#14機組低廠變二次回路中的不足之處，在低廠回路中加入單獨低電壓投退壓板。當PT發(fā)生單相保險熔斷等臨時故障急需檢修時，會拉開PT柜而引起6KV整段二次低電壓丟失，此時為了避免設(shè)備跳閘，斷開面板上的低電壓投入壓板即可，裝置的低電壓保護將不會啟動，不再需要逐臺更改保護裝置內(nèi)的低電壓控制字，回路設(shè)計更為合理，降低了操作出錯的概率。

3.3 測量儀表回路的改進與發(fā)展

3.3.1 DM100-T的測量部分采用兩相電流測量接線方式，功率采用兩表法計算，裝置內(nèi)部自動進行電度累計?？煞謩e計算出正向有功積分電度、負向有功積分電度、正向無功積分電度、負向無功積分電度。裝置頻率測量采用線電壓UAB進行頻率計算。當UAB > 15V時，進行頻率測量。通過接入專用的A相、C相測量CT和6KV母線PT電壓，這些電量都能在保護裝置的屏幕上準確顯示出來，人機界面清晰友好，并且在保護裝置背板直流4～20mA輸出至DCS系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了主盤控制屏上的實時電量監(jiān)控。

3.3.2 今后的測控發(fā)展中，在精度滿足要求的情況下，我們還可以進一步利用綜合保護測控裝置中有功電度等測量功能，通過組網(wǎng)后進行廠用電電量統(tǒng)計，實現(xiàn)廠用電負荷電量自動統(tǒng)計與分析。

4.結(jié)束語

通過#12機組6kV廠用變壓器二次系統(tǒng)改造尤其是微機綜合保護測控裝置的應用，將原電磁型繼電器的功能集成一體，會使二次操作回路更加簡化清晰，自動化控制程度得以提高，強大的電顯功能，也進一步保障了操作的可靠性，消除了控制斷路器時存在的誤操作隱患。

改造后的低壓廠用變壓器保護裝置配置全面，記憶功能強大，內(nèi)部元件穩(wěn)定可靠，為事故發(fā)生時裝置的正確動作，事故后及時分析和準確處理故障提供了有力保障和分析依據(jù)，減少了檢修和維護的工作量。綜合保護裝置中測控系統(tǒng)的運用，解決了長期以來運行人員就地抄表，現(xiàn)場算電量的情況，新型保護裝置中部分仍未開發(fā)的功能，也為進一步發(fā)展提供了空間。

參考文獻：

[1]《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)定》DL400-91.

[2]DM-100系列開關(guān)柜智能保護測顯裝置技術(shù)說明書V1.02.01.

[3]6KV十二段低壓廠用變壓器二次系統(tǒng)圖紙.